L4960/4962單片集成開關電源,L4960/4962 switching power supply

關鍵字：L4960/4962單片集成開關電源

Ｌ４９６０／４９６２是ＳＴ公司生產的單片集成開關電源芯片。Ｌ４９６０與Ｌ４９６２的工作原理、引腳功能完全相同，區別只在于封裝形式和最大輸出電流值。Ｌ４９６０采用ＳＩＰ－７封裝，可輸出２．５Ａ電流；Ｌ４９６２采用ＤＥＰ－ｌ６封裝，最大輸出電流為１．５Ａ。

１ 引腳功能

Ｌ４９６０和Ｌ４９６２的引腳排列如圖１所示。其中Ｌ４９６０上的長引線表示后排引腳短引線表示前排引腳，前后兩排引腳是互相錯開排列的。塑料外殼上的金屬散熱板與地連通板上開有螺釘孔，以便固定在大散熱器上。

在Ｌ４９６０（Ｌ４９６２）的這些引腳中（括號內為Ｌ４９６２的引腳號），２（１０）腳為反饋端，通過電阻分壓器（檢測電阻）可將輸出電壓的一部分反饋到誤差放大器。３（１１）腳是補償端，該端與誤差放大器的輸出端相連，可利用外部阻容元件對誤差放大器進行頻率補償。５（１４）腳（ＲＴ／ＣＴ）接定時電阻和電容可用于決定開關頻率。６（１５）腳為軟啟動引腳外接軟啟動電容可以對芯片起到保護作用。４（４、５、１２、１３）腳為信號地。１（７）和７（２）腳分別為輸入和輸出引腳。此外，Ｌ４９６２的１、３、６、８、９、１６腳為空腳。

２內部結構

Ｌ４９６０和Ｌ４９６２的原理框圖如圖２所示（括號內為Ｌ４９６２的引腳序號）。其內部功能電路主要包括：５．１Ｖ基準電壓源、誤差放大器、鋸齒波發生器、ＰＷＭ比較器、功率輸出級、軟啟動電路、輸出限流保護電路以及芯片過熱保護電路。

圖２中檢測電阻Ｒ３、Ｒ４組成分壓器可用于調節輸出電壓Ｖ０。如果不用分壓器，而直接把Ｖ０反饋到２腳，Ｖ０則輸出固定的＋５Ｖ電壓。另外，根據需要，在Ｒ１、Ｃ３兩端還可并聯一只高頻濾波電容。Ｌ是儲能電感，Ｃ５是輸出濾波電容，ＶＤ３為續流二極管。Ｌ、Ｃ５和ＶＤ３構成了降壓式輸出電路。

功率脈沖調制信號從７腳引出。該信號為高電平（開關功率管導通）時，除可向負載供電之外還有一部分電能儲存在Ｌ和Ｃ５中，此時ＶＤ３截止。當功率脈沖信號變為低電平（開關功率管關斷）時，ＶＤ３導通，這樣，儲存于Ｌ中的電能就經過由ＶＤ３構成的回路向負載供電，從而維持輸出電壓Ｖ０不變。

Ｌ４９６０和Ｌ４９６２的基本工作過程是：輸出電壓Ｖ０經Ｒ３、Ｒ４取樣后，送至誤差放大器的反相輸入端，與加在同相輸入端的５．１Ｖ基準電壓進行比較，然后，用得到的誤差電壓Ｖｒ的幅度去控制ＰＷＭ比較器輸出的脈沖寬度，最后經過功率放大和降壓式輸出電路使Ｖ０保持不變。



設脈沖周期為Ｔ，高電平持續時間為ｍ，則占空比：

Ｄ＝（ｍ／Ｔ）１００％

設電源效率為η，則開關功率管輸出的脈沖幅度Ｖｐ＝ηＶＩ，ＶＩ是直流輸入電壓，最后可得到：

Ｖ０＝ηＤＶＩ

因此當η、ＶＩ一定時，只要改變占空比Ｄ，就能調節輸出電壓值。



３應用電路

３．１ 輸出電壓可調電路

圖３所示是由Ｌ４９６０組成的一個輸出電壓可調的電源電路。圖中，交流２２０Ｖ電壓先經１００ＶＡ工頻變壓器降壓再經橋式整流和濾波后得到直流電壓ＶＩ，ＶＩ即作為Ｌ４９６０的輸入電壓。當輸出電壓直接與２腳相連形成閉環時穩壓值Ｖ０為５．１Ｖ（可近似視為５Ｖ）；而當輸出電壓經過分壓器接２腳形成閉環時 Ｖ０值則取決于分壓比。分壓器由采樣反饋電阻Ｒ３、Ｒ４構成所以輸出電壓Ｖ０可用下式計算：

Ｖ０＝（Ｒ３＋Ｒ４） ＶＲＥＦ／Ｒ３

事實上，Ｌ４９６０和Ｌ４９６２只能輸出５．１～４０Ｖ的可調電壓。但有時希望輸出電壓能從０Ｖ起調，這按常規方法是無法實現的。下面介紹一種簡單實用的方法，首先由７９０５產生一個－５Ｖ電壓，然后與Ｌ４９６０的４腳相連，使ＶＧＮＤ＝－５Ｖ，這樣輸出電壓的調節范圍就變成３０～３５Ｖ。



３．２ 擴展輸出電流電路

可以將幾片Ｌ４９６０并聯使用來擴展輸出電流以提高輸出功率，但并聯使用時要加同步信號。具體方法是把各片Ｌ４９６０的時鐘端（５腳）短接而合用一個振蕩電路利用一個振蕩信號ｆ兼作各片的同步信號來實現各片并聯同步輸出。當然也可以采用外同步信號。

第二種方法是外接大功率開關管來擴展輸出電流，利用這種方法可以把Ｌ４９６０的輸出電流擴展到１０Ａ。其具體電路如圖４所示。